Los compuestos reforzados con fibra de carbono cumplen los requisitos de peso ligero de los parachoques de los automóviles
Con la escasez de escasez de energía y la contaminación ambiental, se han impuesto mayores requisitos al desarrollo de la industria automotriz. El cuerpo liviano es particularmente importante. Las tres formas de aligeramiento son la aplicación de materiales livianos, el diseño de optimización estructural y el avanzado proceso de fabricación, en el que se considera que el reemplazo de material es el método más efectivo; los compuestos reforzados con fibra de carbono son ampliamente utilizados en industrias de alta tecnología como aviación, aeroespacial, carreras , etc. debido a su alta rigidez específica, resistencia específica y excelentes características de absorción de energía. En los últimos años, también se ha utilizado como material ligero en el diseño liviano de vehículos de nueva energía.
Los compuestos reforzados con fibra de carbono tienen propiedades tales como la anisotropía, la asimetría de tensión y compresión y los efectos de la velocidad de deformación. La investigación sobre su teoría y aplicación es ampliamente reportada. Por lo general, se llevan a cabo pruebas de compresión dinámicas y casi estáticas de tubos cuadrados compuestos de fibra de carbono reforzada. Se analizan los efectos de la geometría del tubo cuadrado, la fracción de volumen de fibra y la velocidad de deformación sobre las propiedades de trituración y absorción de energía. Se usan simulación numérica y métodos experimentales. El estudio de diferentes estructuras compuestas reforzadas con fibra de carbono confirmó que la selección de los criterios de falla tiene un impacto importante en los resultados de predicción del rendimiento de las estructuras compuestas. Sin embargo, hay pocas investigaciones sobre el diseño de optimización de compuestos reforzados con fibra de carbono aplicados a la resistencia al choque de las estructuras del cuerpo del vehículo. El método de escala múltiple se utiliza para obtener el modelo constitutivo del material compuesto reforzado con fibra de carbono y el esqueleto del vehículo eléctrico compuesto de fibra de carbono reforzado que cumple con el requisito de resistencia al choque está diseñado, lo que reduce en gran medida la calidad del cuerpo.
El sistema de parachoques es el miembro principal que soporta carga y energía en la colisión de baja velocidad del automóvil. Juega un papel vital en la protección de otras partes del automóvil y la seguridad de los ocupantes. El compuesto de moldeo de láminas de alta resistencia (SMC) se utiliza para reemplazar las piezas originales del paragolpes. El material de acero se basa en un análisis de simulación para optimizar el grosor y la estructura de la estructura del parachoques SMC. Sobre la base de garantizar la resistencia al choque, la calidad del parachoques se reduce en un 29% en comparación con el parachoques de acero de alta resistencia original; consideración integral de la resistencia al choque y el proceso de moldeo. Se diseñó un parachoques de aleación de aluminio. El espesor de la pared de la viga del paragolpes se optimiza mediante el diseño de prueba compuesta central y el método de superficie de respuesta adaptativa. Al diseñar una estructura de parachoques utilizando un material compuesto reforzado con fibra de carbono, es necesario considerar las características del material compuesto y las especificaciones de fabricación y seguridad de la estructura del parachoques.
Para estudiar los requisitos del diseño liviano de un cierto paragolpes de vehículo eléctrico y la capacidad de fabricación de la estructura, se diseñó un parachoques compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de carbono y se optimizó la calidad mínima del sistema de parachoques. Los métodos, a través del método de muestreo Latin hypercube, aproximan la tecnología de modelado y el algoritmo genético al diseño liviano de la estructura del paragolpes, a fin de proporcionar una referencia para el diseño liviano del parachoques compuesto de resina reforzada con fibra de carbono (CFRP). Se han llevado a cabo estudios para probar las propiedades mecánicas cuasiestáticas y dinámicas de los materiales compuestos de matriz de resina reforzada con fibra de carbono. Un parachoques de coche compuesto de matriz de resina reforzada con fibra de carbono ligero está diseñado para los requisitos de diseño liviano y la capacidad de fabricación de un parachoques de vehículo eléctrico puro. Con base en la simulación del método de elementos finitos, la resistencia al choque se usa como una restricción. Diseño liviano y optimizado de la estructura.
